JP2024065780A - ハンドリングシステム、制御装置、ハンドリング方法および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】物体を安定して保持および搬送することができるハンドリングシステム、制御装置、ハンドリング方法および制御プログラムを提供する。【解決手段】実施形態のハンドリングシステムは、物体を保持可能な保持部と、前記保持部に取り付けられ、前記保持部が前記物体を保持した保持状態を検出可能な保持状態センサと、前記物体と、前記保持部が前記物体を保持した保持姿勢と、を検出可能な検出部と、前記保持部の動作を制御可能な制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記保持部が前記物体を搬送するための搬送動作計画を生成し、前記保持状態と前記保持姿勢と前記搬送動作計画とに基づいて、前記保持部が前記物体を保持する状態の安定性を示す安全率を算出し、前記安全率に基づいて、前記搬送動作計画を変更するか否かを判定し、前記搬送動作計画を変更すると判定した場合、前記安全率に基づいて前記搬送動作計画を変更する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、ハンドリングシステム、制御装置、ハンドリング方法および制御プログラムに関する。

従来、エンドエフェクタが対象物を保持するハンドリング装置が知られている。例えば、物流現場における搬送動作の自動化には、多種多様な形状や大きさ、重さを有した対象物を保持し、安定して搬送できることが求められる。ハンドリング装置を用いてこれらの対象物を搬送する際には、対象物体の性質等の情報から安定して搬送するための動作計画を決定して、搬送動作を実行する。対象物体の情報の変化やハンドリング装置の不備等が発生すると、当初計画した搬送動作では安定して搬送できない可能性があった。

特開２０２１－３７６０８号公報 特開２０２１－１４６４３４号公報

本発明が解決しようとする課題は、物体を安定して保持および搬送することができるハンドリングシステム、制御装置、ハンドリング方法および制御プログラムを提供することである。

実施形態のハンドリングシステムは、物体を保持可能な保持部と、前記保持部に取り付けられ、前記保持部が前記物体を保持した保持状態を検出可能な保持状態センサと、前記物体と、前記保持部が前記物体を保持した保持姿勢と、を検出可能な検出部と、前記保持部の動作を制御可能な制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記保持部が前記物体を搬送するための搬送動作計画を生成し、前記保持状態と前記保持姿勢と前記搬送動作計画とに基づいて、前記保持部が前記物体を保持する状態の安定性を示す安全率を算出し、前記安全率に基づいて、前記搬送動作計画を変更するか否かを判定し、前記搬送動作計画を変更すると判定した場合、前記安全率に基づいて前記搬送動作計画を変更する。

本実施形態に係るハンドリングシステムを模式的に示す斜視図。 本実施形態に係る第一保持部の下面図。 本実施形態に係る第二保持部の正面図および下面図。 同第二保持部の斜視図。 同ハンドリングシステムの構成を示すブロック図。 本実施形態に係る制御装置の動作フローを示すフローチャート。 本実施形態に係る形状データの例を示す斜視図。 同形状データの例を示す平面図。 本実施形態に係る保持部の経由点の例を示す図。 本実施形態に係る安全率の算出に使用されるパラメータの例を示す図。 同安全率の算出に使用されるパラメータの保持位置による変化の例を示す図。 同安全率の算出に使用されるパラメータの保持角度による変化の例を示す図。 同安全率の算出に使用されるパラメータの進行方向による変化の例を示す図。 本実施形態に係る安全率の算出に使用されるパラメータの例を示す図。 同安全率の算出に使用されるパラメータの保持位置による変化の例を示す図。 同安全率の算出に使用されるパラメータの保持角度による変化の例を示す図。 同安全率の算出に使用されるパラメータの進行方向による変化の例を示す図。 本実施形態に係る搬送動作計画判定工程および搬送動作計画修正工程の動作フローを示すフローチャート。

以下、実施形態のハンドリングシステム、制御装置、ハンドリング方法および制御プログラムを、図面を参照して説明する。なお、以下の説明では、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。また、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。

図１から図１８を参照して、一実施形態について説明する。図１は、本実施形態のハンドリングシステム１を模式的に示す斜視図である。

ハンドリングシステム１は、例えば物流用のハンドリングシステム（ピッキングシステム）である。ハンドリングシステム１は、移動元コンテナＶ１に位置する物体（保持対象物、搬送対象物）Ｏを、移動先コンテナＶ２に移動させる。

移動元コンテナＶ１は、例えば、各種のコンベア、パレット、トート、オリコン、又はビンのようなコンテナ等である。「コンテナ」とは、物体Ｏを収容可能な部材（例えば箱状の部材）を広く意味する。ただし、移動元コンテナＶ１は、上記例に限定されない。

移動元コンテナＶ１には、大きさまたは重さ等が異なる多種類の物体Ｏがランダムに置かれる。例えば、保持対象の物体Ｏは、物体Ｏの表面の少なくとも一部に凹凸形状を有する。本実施形態では、物体Ｏの外形形状は、５ｃｍ角のような小さなものから、３０ｃｍ角のような大きなものまで様々である。また、物体Ｏは、数十ｇのような軽いものから数ｋｇのような重いものまで様々である。ただし、物体Ｏの大きさまたは重さ等は、上記例に限定されない。

移動先コンテナＶ２は、例えば、各種のコンベア、パレット、トート、オリコン、又はビンのようなコンテナ等である。ただし、移動先コンテナＶ２は、上記例に限定されない。以下の説明では、「移動元コンテナＶ１」および「移動先コンテナＶ２」を単に「コンテナ」と総称する場合がある。なお、ハンドリングシステム１は、コンテナ以外の移動先コンテナＶ２に物体Ｏを移動させるものでもよい。

ハンドリングシステム１は、物流用のハンドリングシステムに限定されない。ハンドリングシステム１は、産業用ロボットシステムやその他のシステム等にも広く適用可能である。本願でいう「ハンドリングシステム」および「ハンドリング装置」とは、物体の搬送を主目的としたシステムや装置に限定されず、製品組立や別の目的の一部として物体の搬送（移動）を伴うシステムや装置も含む。

ハンドリングシステム１は、図１に示すように、ハンドリング装置１０と、検出部１１と、制御装置１２と、管理装置１３とを有する。検出部１１または制御装置１２は、ハンドリング装置１０に組み込まれていてもよい。

ハンドリング装置１０は、例えばロボット装置である。ハンドリング装置１０は、移動元コンテナＶ１に位置する物体Ｏを保持し、保持した物体Ｏを移動先コンテナＶ２（保管領域）に移動させる。ハンドリング装置１０は、有線または無線で制御装置１２と通信可能である。本実施形態においては、ハンドリング装置１０は、第一ハンドリング装置１０Ａおよび第二ハンドリング装置１０Ｂを有する。

第一ハンドリング装置１０Ａは、例えば、アーム１００と、アーム１００の先端に設けられた第一保持部２００Ａとを有する。

アーム１００は、第一保持部２００Ａを所望の位置に移動させる移動機構である。例えば、アーム１００は、６軸の垂直多関節ロボットアームである。アーム１００は、様々な位置姿勢をとることが可能である。人間の腕や手と同様に、アーム１００は、物体を保持するためのより様々な姿勢をとることができる。アーム１００は、例えば、複数のアーム部材１０１と、複数のアーム部材１０１を回動可能に連結した複数の回動部１０２とを含む。

ここで、「物体を保持した時のハンド（保持部）の保持姿勢」とは、「一体物（ハンド＋保持物体）の先端部の位置と姿勢（＝方向）」を表し、具体的に言うと、保持している姿勢が「一体物（ハンド＋保持物体）の先端部の位置と姿勢（＝方向）」である場合、位置は所定の三次元空間座標系における３軸（ＸＹＺ軸）のそれぞれの座標（ＸＹＺ）を、また、姿勢は３軸のそれぞれに対する角度（例Θψφ）を意味する。また、物体をハンド（保持部）が保持していないときは、ハンド（保持部）のみの先端の位置と姿勢がハンド（保持部）の保持姿勢になる。

アーム１００は、３軸の直交ロボットアームでもよい。アーム１００は、その他の構成により第一保持部２００Ａを所望の位置に移動させる機構でもよい。例えば、アーム１００は、回転翼により第一保持部２００Ａを持ち上げて移動させる飛行体（例えば、ドローン）等でもよい。

第一保持部２００Ａは、移動元コンテナＶ１に位置する物体Ｏを保持する保持機構（エンドエフェクタ）である。例えば、第一保持部２００Ａは、吸引装置２０１と、吸引装置２０１に連通した吸着部２０２と、第一保持部２００Ａが物体Ｏを保持したときの保持状態を検出する第一保持状態センサ２０３Ａとを有する。第一保持部２００Ａは、吸着により物体Ｏを保持する吸着型ハンドである。

吸引装置２０１は、例えば真空ポンプである。吸引装置２０１は、ホース等を介して複数の吸着部２０２の各々と連通している。吸引装置２０１が駆動されることで、各吸着部２０２内の圧力が大気圧よりも低くなり、吸着部２０２により物体Ｏが吸着保持される。

図２は、本実施形態の吸着部２０２の配置レイアウトを示す第一保持部２００Ａの下面図である。本実施形態では、第一保持部２００Ａは、５つの吸着部２０２を有する。

吸着部２０２は、第一保持部２００Ａの略中心に配置された１つの吸着部２０２と、第一保持部２００Ａの４つの角部に対応するように、第一保持部２００Ａの略中心に配置された１つの吸着部２０２の周囲を囲って配置された４つの吸着部２０２とを含む。

第一保持状態センサ２０３Ａは、吸着部２０２または吸着部２０２の近傍（例えば、第一保持部２００Ａの内部）に設けられたセンサである。第一保持状態センサ２０３Ａは、第一保持部２００Ａの情報を取得する。例えば、第一保持状態センサ２０３Ａは、吸着部２０２の内部圧力、吸着部２０２の表面状態、吸引装置２０１の動作状態などの情報を取得する。第一保持状態センサ２０３Ａが取得する情報は、第一保持部２００Ａが物体Ｏを保持する保持状態に関係する物理的な状態に関する情報を含んでもよい。この物理的な状態に関する情報としては、例えば、第一保持部２００Ａと物体Ｏの相対な位置関係を挙げることができる。第一保持状態センサ２０３Ａは、例えば、圧力センサ、歪みセンサ、近接触センサなど１つ以上の物理的なセンサを含む。第一保持状態センサ２０３Ａは、さらに、物体Ｏの物理的な情報を取得してもよい。ここで、物体Ｏの物理的な情報とは、例えば、物体Ｏの外形の形状や変形量など、第一保持部２００Ａが物体Ｏを保持する保持動作に影響を与える情報である。また、第一保持状態センサ２０３Ａは、物体Ｏを保持していないときの第一保持部２００Ａの状態を検出してもよい。

第二ハンドリング装置１０Ｂは、例えば、アーム１００と、アーム１００の先端に設けられた第二保持部２００Ｂとを有する。第二ハンドリング装置１０Ｂのアーム１００は、第一ハンドリング装置１０Ａのアーム１００と同様の構成を有する。

第二保持部２００Ｂは、移動元コンテナＶ１に位置する物体Ｏを保持する保持機構（エンドエフェクタ）である。例えば、第二保持部２００Ｂは、連結部２０４と、連結部２０４に取り付けられ、物体Ｏを保持するための２つ以上の支持部２０５と、第二保持部２００Ｂが物体Ｏを保持したときの保持状態を検出する第二保持状態センサ２０３Ｂとを有する。第二保持部２００Ｂは、２本の指（支持部２０５）で物体Ｏを挟んで保持する挟持型ハンドであり、アーム１００の先端に設けられている。第二保持部２００Ｂの構成はこれに限定されず、例えば、３本又は４本の指で物体Ｏを挟んで保持する挟持型ハンドであってもよい。

図３は、第二保持部２００Ｂの正面図および下面図である。図３における上側に第二保持部２００Ｂの正面図が配置され、図３における下側に第二保持部２００Ｂの下面図が配置されている。本実施形態では、第二保持部２００Ｂは、２つの支持部２０５を有する。

連結部２０４は、第二保持部２００Ｂの基部であり、アーム１００と支持部２０５とを連結している。連結部２０４は、２つの支持部２０５を接近または離間させる構造を含んでいる。連結部２０４と支持部２０５との間に、２つの支持部２０５を接近または離間させるリンク機構をさらに設けてもよい。

支持部２０５は、基端が連結部２０４に接続された棒状の指または爪である。図３に示すように、２つの支持部２０５は、方向ＤＲ１に互いに離間している。方向ＤＲ１における２つの支持部２０５間の距離は可変である。

第二保持状態センサ２０３Ｂは、支持部２０５または支持部２０５の近傍（例えば、第二保持部２００Ｂの内部）に設けられたセンサである。第二保持状態センサ２０３Ｂは、第二保持部２００Ｂの情報を取得する。例えば、第二保持状態センサ２０３Ｂは、支持部２０５の歪みや表面状態、支持部２０５に加わる力などの情報を取得する。第二保持状態センサ２０３Ｂが取得する情報は、第二保持部２００Ｂが物体Ｏを保持する保持状態に関係する物理的な状態に関する情報を含んでもよい。この物理的な状態に関する情報としては、例えば、第二保持部２００Ｂと物体Ｏの相対な位置関係を挙げることができる。第二保持状態センサ２０３Ｂは、例えば、圧力センサ、歪みセンサ、近接触センサなど１つ以上の物理的なセンサを含む。第二保持状態センサ２０３Ｂは、さらに、物体Ｏの物理的な情報を取得してもよい。ここで、物体Ｏの物理的な情報とは、例えば、物体Ｏの外形の形状や変形量など、第二保持部２００Ｂが物体Ｏを保持する保持動作に影響を与える情報である。また、第二保持状態センサ２０３Ｂは、物体Ｏを保持していないときの第二保持部２００Ｂの状態を検出してもよい。

図４は、第二保持部２００Ｂが物体Ｏを保持している状態の斜視図である。
第二保持部２００Ｂは、方向ＤＲ１における２つの支持部２０５間の距離が物体Ｏの幅Ｗ１よりも大きく保たれた状態で進行方向ＤＲ２に移動し、２つの支持部２０５の間に物体Ｏが配置される位置に移動する。その後、第二保持部２００Ｂは、方向ＤＲ１における２つの支持部２０５の距離を小さくし、２つの支持部２０５が物体Ｏに接触することで２つの支持部２０５で物体Ｏを挟持する。

以降の説明において、「第一保持部２００Ａ」および「第二保持部２００Ｂ」を単に「保持部２００」と総称する場合がある。また、「第一保持状態センサ２０３Ａ」および「第二保持状態センサ２０３Ｂ」を単に「保持状態センサ２０３」と総称する場合がある。

検出部１１は、移動元センサ１１ａと、移動先センサ１１ｂと、姿勢推定センサ１１ｃとを有する。移動元センサ１１ａ、移動先センサ１１ｂおよび姿勢推定センサ１１ｃは有線または無線で制御装置１２に接続されている。

移動元センサ１１ａは、移動元コンテナＶ１の近く（例えば、移動元コンテナＶ１の直上や斜め上方）に配置されたカメラまたは各種センサである。移動元センサ１１ａは、例えば、移動元コンテナＶ１に位置する物体Ｏに関する情報と、移動元コンテナＶ１に関する情報とを取得する。移動元センサ１１ａにより取得される情報は、例えば、「画像データ」、「距離画像データ」、「形状データ」などである。
「距離画像データ」とは、１つ以上の方向の距離情報（例えば、移動元コンテナＶ１の上方に設定された任意の基準面からの深さ情報）を持つ画像データである。「形状データ」とは、物体Ｏの外形形状などを示す情報である。移動元センサ１１ａにより検出された情報は、制御装置１２に出力される。なお、移動元センサ１１ａは、ハンドリング装置１０の一部として設けられてもよい。

移動先センサ１１ｂは、移動先コンテナＶ２の近く（例えば、移動先コンテナＶ２の直上や斜め上方）に配置されたカメラまたは各種センサである。移動先センサ１１ｂは、例えば、移動先コンテナＶ２の形状（内壁面や仕切りの形状を含む）に関する情報と、移動先コンテナＶ２内に先に置かれた物体Ｏに関する情報とを検出する。移動先センサ１１ｂにより取得される情報は、例えば、「画像データ」、「距離画像データ」、「形状データ」などである。移動先センサ１１ｂにより検出された情報は、制御装置１２に出力される。なお、移動先センサ１１ｂは、ハンドリング装置１０の一部として設けられてもよい。

姿勢推定センサ１１ｃは、移動元コンテナＶ１の近く（例えば、移動元コンテナＶ１の直上や斜め上方）に配置されたカメラまたは各種センサである。姿勢推定センサ１１ｃは、保持部２００における物体Ｏの保持姿勢に関する情報を検出する。姿勢推定センサ１１ｃにより取得される情報は、例えば、「画像データ」、「距離画像データ」、「形状データ」、「保持姿勢データ」などである。「保持姿勢データ」とは、保持部２００と保持部２００が保持している物体Ｏとの位置関係などを示すデータである。

制御装置１２は、ハンドリングシステム１の全体の管理および制御を行う。例えば、制御装置１２は、移動元センサ１１ａ、移動先センサ１１ｂおよび姿勢推定センサ１１ｃによって検出された情報を取得し、取得した情報に基づいてハンドリング装置１０を制御する。制御装置１２は、例えば、プロセッサとメモリと記憶部などを備えたプログラム実行可能な装置（コンピュータ）である。

制御装置１２の各機能の全部又は一部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）またはＧＰＵ（Graphics Processing Unit；グラフィックプロセッサ）のような１つ以上のプロセッサがプログラムメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。

ただし、これら機能の全部又は一部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration；大規模集積回路）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等のハードウェア（例えば、回路部；circuity）により実現されてもよい。

また、上記機能の全部又は一部は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現されてもよい。記憶部は、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、ＲＯＭ（Read-Only Memory；読み出し専用メモリ）、又はＲＡＭ（Random Access Memory；読み書き可能なメモリ）等により実現される。

図５は、ハンドリングシステム１の構成を示すブロック図である。
制御装置１２は、図５に示すように、取得部２０と、認識部３０と、記憶部４０と、計画部５０と、算出部６０と、実行部７０とを含む。

取得部２０は、検出部１１、管理装置１３又は保持状態センサ２０３から出力された情報を取得する。認識部３０は、取得部２０から出力された画像データ等の情報に画像処理等を施す。制御装置１２は、例えば、管理装置１３等の上位システムから物品情報４１および動作制御情報４２を取得する。なお、制御装置１２は、動作制御情報４２を自ら生成してもよい。取得した物品情報４１および動作制御情報４２は、記憶部４０に記憶され、認識部３０に出力される。物品情報４１は、ピッキングリストに指定された物体Ｏの形状、重量、重心位置等の情報である。

動作制御情報４２は、ピッキングリストに指定された物体Ｏを保持部２００が搬送（移動）するための動作制御情報である。動作制御情報４２は、保持部２００が物体Ｏを保持動作する事前に予め決められている搬送速度や搬送加速度に関する制御情報になる。動作制御情報４２には、保持部２００の速度、加速度、台形加速又はＳ字加速等の加減速パターン、搬送区間ごとの加減速を示す加減速区間パターン、物体ごとの最大搬送速度又は最大搬送加速度、経由点ごとの速度又は加速度等の１つ以上の情報を含む。物体ごとの最大搬送速度又は最大搬送加速度は物品情報４１に含まれていてもよい。

最大搬送速度および最大搬送加速度は、搬送する物体Ｏごとに決められている。本実施形態において、最大搬送速度および最大搬送加速度は、搬送する物体Ｏの状態に応じて決められており、物体Ｏを製品ごとに分けるなどして、物体Ｏの種類によって設定することができる。例えば、物体Ｏの種類には、外形が変形しやすいなどの柔軟性のある物体、外形が変形しにくい硬質性の物体、表面状態が平坦な物体、あるいは凹凸の多い物体など、多様の種類がある。そのため、このような物体の種類別に分類して、分類した各々の種類に対して、最大搬送加速度および最大搬送加速度を設定することができる。例えば、上記のように分類した物体Ｏの種類によってフラグを割り当てて、そのフラグに応じた最大搬送速度および最大搬送加速度の設定を用いることができる。

また、同種の製品などの同種の物体であっても、製造のバラつきによる出来栄えなどによって物体Ｏの状態が違ってくる場合があり、このような物体Ｏの状態の違いは、保持部２００が物体Ｏを保持する保持動作に影響する。そのため、同種の物体に対しても、個々の物体ごとに最大搬送速度および最大搬送加速度を設定してもよい。

計画部５０は、保持部２００が物体Ｏを保持するための保持動作計画、物体Ｏを搬送するための搬送動作計画等の動作計画を取得する。計画部５０は、認識部３０や算出部６０から取得した情報に基づいて動作計画を生成してもよいし、管理装置１３等の上位システムから動作計画を取得してもよい。

算出部６０は、取得部２０又は計画部５０から取得した情報に基づいて、保持状態の評価、保持状態の安定性を示す安全率ｒａｔｉｏの算出等を行う。実行部７０は、計画部５０や算出部６０から出力された情報に基づいて、ハンドリング装置１０を制御する。ここで、保持状態の安定性とは、保持部２００が物体Ｏを搬送しているときに保持部２００から物体Ｏが落下する可能性（落下するリスクの度合い）を示している。安全率ｒａｔｉｏが高い値であれば安定性が高く、安全率ｒａｔｉｏが低い値であれば安定性が低い。例えば、安全率ｒａｔｉｏがある値以上であれば、物体Ｏを搬送する加速度を大きくするようにハンドリング装置１０を制御してもよく、安全率ｒａｔｉｏがある値以下であれば、物体Ｏを搬送する加速度を小さくするようにハンドリング装置１０を制御することで物体Ｏが落下するのを抑制できる。

管理装置１３は、ピッキングリスト（例えばピッキング対象の物体Ｏの種類や数等）、物体Ｏの在庫状況などを管理する。例えば、管理装置１３は、ユーザからピッキングリストを受け付けて、受け付けたピッキングリストをハンドリング装置１０や制御装置１２に送信することができる。管理装置１３は、ピッキングする物体ごとの動作制御情報４２を制御装置１２に送信してもよい。

次に、ハンドリングシステム１の動作を説明する。
図６は、本実施形態に係る制御装置１２の動作フローを示すフローチャートである。図５および図６に沿ってハンドリングシステム１の動作について説明を行う。

制御装置１２が起動されると、制御装置１２はハンドリング装置１０や検出部１１の初期化を実施した後にハンドリング装置１０の制御を開始する（ステップＳ０）。

次に、制御装置１２はステップＳ１（情報取得工程）を実行する。
ステップＳ１において、制御装置１２は、管理装置１３、検出部１１等から情報を取得する。取得部２０は、ピッキングリストを管理装置１３より取得する。取得部２０は、移動元センサ１１ａおよび移動先センサ１１ｂを用いて移動元コンテナＶ１の物体Ｏに関する画像データ、距離画像データ、形状データおよび移動先コンテナＶ２に関する画像データ、距離画像データ、形状データ等を取得する。

認識部３０は、ピッキングリストにある物体Ｏが移動元コンテナＶ１にあるかを判定する。また、認識部３０は、物品情報４１および動作制御情報４２を取得する。

認識部３０は、例えば、取得部２０が取得した画像データに対して画像処理を行うことで、計画部５０に出力する情報を生成する。
図７は、本実施形態に係る形状データの例を示す斜視図である。認識部３０が生成する情報は、例えば、物体Ｏに外接する直方体形状のうちの第一面Ｆ１および第一面Ｆ１に隣接する第二面Ｆ２に関する情報を含む。例えば、物体Ｏの表面が非平面である場合（物体Ｏの表面に凹凸形状がある場合）、認識部３０は、物体Ｏの表面の最外凸部に外接する直方体形状を物体Ｏの外形情報として認識する。

図８は、本実施形態に係る形状データの例を示す平面図である。例えば、認識部３０は、物体Ｏを特定方向から見た時の外形形状を物体Ｏの保持可能領域Ｆｃとして認識する。保持可能領域Ｆｃは、物体Ｏの表面において、吸着または挟持可能な平面部である。また、認識部３０は、物体Ｏの重心Ｇの位置を認識してもよい。

次に、制御装置１２は、ステップＳ２（搬送動作計画工程）を実行する。
ステップＳ２において、計画部５０の保持計画部５１は、動作制御情報４２に基づいて、保持部２００が物体Ｏを保持するための保持動作計画を取得する。また、計画部５０の解放計画部５２は、動作制御情報４２に基づいて、保持部２００が移動先コンテナＶ２で物体Ｏを解放するための解放動作計画を取得する。搬送動作計画部５３は、動作制御情報４２に基づいて、保持部２００が物体Ｏを搬送するための搬送動作計画を取得する。また、計画部５０は、取得した保持動作計画、解放動作計画および搬送動作計画を実行部７０へ出力する。計画部５０は、管理装置１３等の上位システムから取得した動作制御情報４２を実行部７０へ出力してもよい。

次に、制御装置１２は、ステップＳ３（保持実行工程）を実行する。
ステップＳ３において、実行部７０の動作制御部７１は、保持動作計画に基づいてハンドリング装置１０を制御し、保持部２００に物体Ｏを保持させる。実行部７０の動作制御部７１は、動作制御情報４２に基づいてハンドリング装置１０を制御してもよい。

保持部２００が物体Ｏを保持した後、取得部２０は、ハンドリング装置１０の保持状態センサ２０３から保持部２００又は物体Ｏの物理的な状態に関する情報を取得する。ここで、物体Ｏの物理的な状態に関する情報とは、例えば、物体Ｏの外形の形状や変形量など、保持部２００が物体Ｏを保持する保持動作に影響を与える情報である。算出部６０の保持状態判定部６１は、保持状態センサ２０３から取得した情報に基づいて、保持部２００が物体Ｏを保持している保持状態を取得し、実行部７０からの指示通りに保持部２００が物体Ｏを保持できているかを判定する。例えば、保持状態センサ２０３から吸着部２０２の吸着力を取得し、取得した吸着力と、実行部７０がハンドリング装置１０に指示した吸着力とを比較して保持状態を判定する。

制御装置１２は、保持状態センサ２０３から取得した情報（保持状態）に基づいて、搬送動作計画を更新してもよい。

次に、制御装置１２は、ステップＳ４（姿勢情報取得工程）を実行する。
ステップＳ４において、保持部２００は、搬送途中の保持部２００における物体Ｏの保持姿勢に関する情報（姿勢情報）を姿勢推定センサ１１ｃが取得できる位置に移動する。取得部２０は、姿勢推定センサ１１ｃが検出した姿勢情報を取得する。

次に、制御装置１２は、ステップＳ５（姿勢情報判定工程）を実行する。
ステップＳ５において、姿勢推定部６２は、検出した姿勢情報から、保持部２００が物体Ｏを保持できているかを判定する。例えば、姿勢推定部６２で取得した姿勢情報おいて、物体Ｏの高さ情報が０を示している場合、物体Ｏの保持に失敗している。このとき、保持に失敗したことにより、移動元コンテナＶ１における物体Ｏの位置が変更している可能性がある。そのため、物体Ｏの保持に失敗したとき、制御装置１２は、ステップＳ１へ戻り、移動元コンテナＶ１に配置された物体Ｏの情報を再取得する。

ステップＳ５で保持に成功したと判定された場合、制御装置１２は、ステップＳ６（安全率算出工程）を実行する。
ステップＳ６において、姿勢推定部６２は、ステップＳ４で取得した姿勢情報から保持部２００が物体Ｏを保持している保持姿勢を算出する。安全率算出部６３は、姿勢推定部６２が算出した保持姿勢と、ステップＳ４で保持状態判定部６１が取得した保持状態と、搬送動作計画と、に基づいて安全率ｒａｔｉｏを算出する。
安全率ｒａｔｉｏの算出方法の詳細については後述する。

安全率算出部６３は、搬送動作計画に基づいた安全率ｒａｔｉｏ（計画安全率）と、検出した保持状態および保持姿勢に基づいた安全率ｒａｔｉｏ（検出安全率）と、を算出する。安全率算出部６３は、計画安全率および検出安全率を動作変更部７２に出力する。

次に、制御装置１２は、ステップＳ７（安全率算出判定工程）を実行する。
ステップＳ７において、動作変更部７２は、ステップＳ６で検出安全率が適切に算出されたかを判定する。検出安全率を適切に算出できなかった場合、制御装置１２は、ステップＳ４に戻り、姿勢情報の再取得を実行する。

ステップＳ７で検出安全率を適切に算出できた場合、制御装置１２は、ステップＳ８（搬送動作計画判定工程）を実行する。ステップＳ８において、実行部７０は、計画安全率と検出安全率とを比較し、搬送動作計画の修正が必要か否かを判定する。

搬送動作計画の修正が必要な場合は、制御装置１２はステップＳ９（搬送動作計画修正工程）を実行する。ステップＳ９において、実行部７０は安全率ｒａｔｉｏに基づいて搬送動作計画を修正する。搬送動作計画の修正が不要な場合は、ステップＳ９は省略される。搬送動作計画の修正の詳細については後述する。

次に、制御装置１２は、ステップＳ１０（搬送および解放実行工程）を実行する。
ステップＳ１０において、実行部７０は、搬送動作計画に基づいてハンドリング装置１０を制御し、ハンドリング装置１０に物体Ｏを搬送させる。このとき、ステップＳ９で搬送動作計画を修正した場合は、修正した搬送動作計画に基づいてハンドリング装置１０を制御する。また、解放動作計画に基づいて移動先コンテナＶ２で物体Ｏを解放させる。

次に、制御装置１２は、ステップＳ１１（搬送完了判定工程）を実行する。
ステップＳ１１において、制御装置１２は、ピッキングリストに指定された数の物体Ｏの搬送が完了したかを判定する。ピッキングリストに指定された数の物体Ｏの搬送が完了していない場合、制御装置１２は、ステップＳ１を再度実行する。ピッキングリストに指定された数の物体Ｏの搬送が完了した場合、制御装置１２はステップＳ１２を実行して制御を終了する。

このように、本実施形態のハンドリングシステム１によるハンドリング方法は、検出部１１および保持状態センサ２０３により物体Ｏ、移動元コンテナＶ１、移動先コンテナＶ２、保持状態および保持姿勢を検出する情報取得ステップと、取得した情報および動作制御情報４２から搬送動作計画を取得する計画ステップと、保持状態および保持姿勢に基づいて安全率ｒａｔｉｏを算出し、算出した安全率ｒａｔｉｏに基づいて搬送動作計画を修正する計画修正ステップと、修正した搬送動作計画に基づいて物体Ｏを搬送する実行ステップと、を備える。

図９は、本実施形態に係る保持部２００の経由点の例を示す図である。図９を参照して、保持部２００の経由点の一例を説明する。
経由点ＧＡＰ０は、保持部２００の初期位置である。経由点ＧＡＰ１は、物体Ｏを保持していない保持部２００が移動元コンテナＶ１の真上に位置する経由点である。経由点ＧＡＰ２は、保持対象である物体Ｏに対して十分近傍に位置する経由点である。経由点ＧＰは、保持部２００が物体Ｏを保持する直前の目標位置として設定された経由点である。

物体Ｏを保持した保持部２００は、経由点ＧＡＰ３へ移動する。経由点ＧＡＰ３は、物体Ｏを保持して移動元コンテナＶ１から離脱する際の経由点である。図９において、姿勢推定センサ１１ｃは、移動元コンテナＶ１から離脱した保持部２００の保持姿勢を検出する。姿勢推定センサ１１ｃは、移動元コンテナＶ１内で保持姿勢を検出してもよい。経由点ＧＡＰ４は、移動元コンテナＶ１から離脱した後、移動先コンテナＶ２への移動を開始する経由点である。

経由点ＲＡＰ０は、物体Ｏを保持した保持部２００が移動元コンテナＶ１から移動先コンテナＶ２へ移動する途中の経由点である。経由点ＲＡＰ１は、保持部２００が物体Ｏを保持した状態で移動先コンテナＶ２の上方に位置する経由点である。経由点ＲＡＰ２は、移動先コンテナＶ２で物体Ｏを解放する位置に対して十分近傍に位置する経由点である。
経由点ＲＰは、保持部２００が物体Ｏを解放するための目標位置として設定された経由点である。保持部２００は、物体Ｏを解放した後、経由点ＲＡＰ３へ移動する。経由点ＲＡＰ３は、移動先コンテナＶ２から離脱した後、初期位置である経由点ＧＡＰ０への移動を開始する経由点である。保持部２００は、経由点ＲＡＰ３を経由して、初期位置である経由点ＧＡＰ０へ戻る。

図９に示す保持部２００の経由点は、例えば、保持部２００が動作計画に従って必要な各動作を行うための点（位置）であり、保持部２００が物体Ｏを搬送するなどの動作を行う区間の始点又は終点等を示している。各経由点を繋いだ線が物体Ｏの搬送経路であり、経由点を変更すると、物体Ｏの搬送経路が変更される。例えば、まず、経由点が設定され、設定された経由点によって搬送経路が形成される。各経由点は、保持部２００の位置又は姿勢を表しており、保持部２００における動作の始点又は終点になっている。例えば、ある経由点に到達したら保持動作を開始するようにハンドリング装置１０を制御し、保持動作が完了した時点のハンドリング装置１０の位置又は姿勢は、別の経由点として表すことができる。

ステップＳ６における安全率ｒａｔｉｏの詳細な算出方法について説明する。まず、第一保持部２００Ａ（吸着型ハンド）における安全率ｒａｔｉｏの算出方法について説明する。

図１０は、第一保持部２００Ａにおける、安全率ｒａｔｉｏの算出に使用されるパラメータを示す図である。図１０（ａ）は、第一保持部２００Ａが鉛直方向上側から物体Ｏを保持（吸着）したときの側面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のときの第一保持部２００Ａの下面図である。このとき、５つの吸着部２０２のすべての吸着部２０２が物体Ｏに吸着しており、第一保持状態センサ２０３Ａによってその保持状態（吸着状態）が検出されている。また、第一保持部２００Ａは静止している。

第一保持部２００Ａにおける安全率ｒａｔｉｏは、式１に示すように、第一保持部２００Ａが物体Ｏを保持する保持力ｆ_ｓと、物体Ｏから第一保持部２００Ａにかかる最大応力σ_maxとの割合で表される。

第一保持部２００Ａが物体Ｏを保持する保持力ｆ_ｓは、例えば、吸引装置２０１の吸引力である。物体Ｏから第一保持部２００Ａにかかる最大応力σ_maxは、式２で表される。

式２において、Ｆ_ｍは物体Ｏにかかる力であり、物体Ｏの質量ｍと物体Ｏにかかる加速度ａを用いて式３で表される。第一保持部２００Ａが静止しているとき、加速度ａとして物体Ｏの重心Ｇにかかる重力加速度ｇを用いる。

Ａは、第一保持部２００Ａと物体Ｏとの接触面積である。図１０（ａ）のＫ１は、第一保持部２００Ａと物体Ｏとが接触する接触面の中心（接触面中心）である。また、Ｌ_ｆ１は接触面中心Ｋ１から物体Ｏの重心Ｇまでの距離である。
式２において、Ｍは、第一保持部２００Ａの接触面中心Ｋ１に物体Ｏによってかかる曲げモーメントであり、物体Ｏにかかる力Ｆ_ｍと距離Ｌ_ｆ１を用いて式４で表される。

式２において、ｒ_ｍａｘは、接触面中心Ｋ１から、物体Ｏに吸着している吸着部２０２（有効吸着部）の最外周までの距離（半径）である。

図１１は、第一保持部２００Ａにおける、安全率ｒａｔｉｏの算出に使用されるパラメータの保持位置による変化の例を示す図である。図１１（ａ）は、物体Ｏの重心Ｇから遠い位置にある２つの吸着部２０２によって物体Ｏを保持している第一保持部２００Ａの側面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の第一保持部２００Ａの下面図であり、物体Ｏに吸着している吸着部２０２（有効吸着部）を示している。

図１１の接触面中心Ｋ１の位置は、図１０の位置よりも物体Ｏの重心Ｇから遠い。そのため、図１０の保持姿勢と比較して、図１１の保持姿勢の距離Ｌ_ｆ１は大きい値となる。また、図１１における物体Ｏに吸着している吸着部２０２（有効吸着部）は、物体Ｏの重心Ｇから遠い位置に配置されている２つの吸着部２０２である。そのため、図１１（ｂ）に示すように、図１１の保持姿勢における半径ｒ_ｍａｘは、図１０の保持姿勢と比較して、小さい値となる。

図１２は、第一保持部２００Ａにおける、安全率ｒａｔｉｏの算出に使用されるパラメータの保持角度による変化の例を示す図である。図１２（ａ）は、図１０と同様に、５つの吸着部２０２によって鉛直方向上側から物体Ｏを保持したときの第一保持部２００Ａを示す図である。図１２（ｂ）は、第一保持部２００Ａが、水平方向において傾いて物体Ｏを保持している状態を示す図である。図１２（ｂ）の保持姿勢は、図１２（ａ）と比較して、距離Ｌ_ｆ１が大きくなる。
図１１および図１２に示すように、距離Ｌ_ｆ１および半径ｒ_ｍａｘは、保持姿勢に依存する。

図１３は、第一保持部２００Ａにおける、安全率ｒａｔｉｏの算出に使用されるパラメータの進行方向による変化の例を示す図である。図１３（ａ）は、進行方向ＤＲａに移動して物体Ｏを搬送している第一保持部２００Ａを示す図である。図１３（ｂ）は、進行方向ＤＲｂに移動して物体Ｏを搬送している第一保持部２００Ａを示す図である。

図１３の物体Ｏの重心Ｇには、鉛直方向下側に向かって重力加速度ｇによる力ｍｇがかかっている。また進行方向ＤＲａおよびＤＲｂの反対方向に向かって、慣性力がかかっている。このとき、物体Ｏの重心Ｇにかかる力Ｆ_ｍは、重力加速度ｇによる力ｍｇと、慣性力との合力である。図１３（ａ）および図１３（ｂ）において、第一保持部２００Ａの保持姿勢および加速度が同じ場合、図１３（ｂ）の距離Ｌ_ｆ１と比較して、図１３（ａ）の進行方向の距離Ｌ_ｆ１が大きい値となる。
図１３に示すように、距離Ｌ_ｆ１は、第一保持部２００Ａの進行方向に依存する。

式２において、Ｉは、第一保持部２００Ａと物体Ｏとの接触面を断面とした断面二次モーメントである。断面二次モーメントＩは、第一保持部２００Ａと物体Ｏとの接触面の断面形状によって異なる。例えば、円断面の断面二次モーメントＩ_ｃは式５であり、円断面の半径ｒ_ｃに依存する。

次に、第二保持部２００Ｂ（挟持型ハンド）における安全率ｒａｔｉｏの算出方法について説明する。

図１４は、第二保持部２００Ｂにおける、安全率ｒａｔｉｏの算出に使用されるパラメータを示す図である。図１４（ａ）は、第二保持部２００Ｂが水平方向において物体Ｏを保持（挟持）したときの正面図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の側面図である。このとき、第二保持部２００Ｂは静止している。

第二保持部２００Ｂにおける安全率ｒａｔｉｏは、式６に示すように、第二保持部２００Ｂが物体Ｏを保持する保持力ｆ_ｐと、物体Ｏから第二保持部２００Ｂにかかる最大応力σ_maxとの割合で表される。

式６において、第二保持部２００Ｂが物体Ｏを保持する保持力ｆ_ｐは、支持部２０５から物体Ｏにかかる力（把持力Ｆ）によって支持部２０５と物体Ｏとの接触面に発生する摩擦力による摩擦圧力であり、式７で表される。また、把持力Ｆは、第二保持状態センサ２０３Ｂにより検出される。

式７において、Ａは支持部２０５と物体Ｏとの接触面積である。また、μは静止摩擦係数である。

物体Ｏから第二保持部２００Ｂにかかる最大応力σ_maxは、式８で表される。

式８において、物体Ｏにかかる力Ｆ_ｍは、第一保持部２００Ａにおける安全率ｒａｔｉｏの算出と同様に、式３で表される。

図１４（ｂ）に示すＫ２は、支持部２０５と物体Ｏとが接触する接触面の中心（接触面中心）である。また、Ｌ_ｆ２は接触面中心Ｋ２から物体Ｏの重心Ｇまでの距離である。
式８において、Ｍは、第二保持部２００Ｂの接触面中心Ｋ２に物体Ｏによってかかる曲げモーメントであり、物体Ｏにかかる力Ｆ_ｍと距離Ｌ_ｆ２を用いて式９で表される。

式８において、ｄは、支持部２０５と物体Ｏとの接触面において、物体Ｏの重心Ｇから最も遠い点（危険箇所Ｐ）から接触面中心Ｋ２までの距離である。Ｉ_ｐは、支持部２０５と物体Ｏとの接触面を円形に近似したときの、近似円の断面二次モーメントであり、式１０で表される。

式１０において、Ｄは、支持部２０５と物体Ｏとの接触面を円形に近似したときの、近似円の直径である。

図１５は、第二保持部２００Ｂにおける、安全率ｒａｔｉｏの算出に使用されるパラメータの保持位置による変化の例を示す図である。図１５（ａ）は、物体Ｏにおいて、図１４（ｂ）よりも重心Ｇから遠い位置を支持部２０５で保持した保持姿勢を示す図である。図１５（ｂ）は、図１４（ｂ）よりも支持部２０５と物体Ｏとの接触面積が小さい保持姿勢を示す図である。図１４（ｂ）の保持姿勢と比較して、図１５（ａ）は、距離Ｌ_ｆ２が大きく、図１５（ｂ）は、直径Ｄおよび距離ｄが小さい。

図１６は、第二保持部２００Ｂにおける、安全率ｒａｔｉｏの算出に使用されるパラメータの保持角度による変化の例を示す図である。図１６（ａ）は、図１４と同様に、第二保持部２００Ｂが水平方向において物体Ｏを保持（挟持）したときの側面図である。図１６（ｂ）は、第二保持部２００Ｂが、水平方向において傾いて物体Ｏを保持した状態を示す図である。図１６（ｂ）の保持姿勢は、図１６（ａ）と比較して、距離Ｌ_ｆ２が小さくなる。
図１５および図１６に示すように、距離Ｌ_ｆ２、直径Ｄおよび距離ｄは、保持姿勢に依存する。

図１７は、第二保持部２００Ｂにおける、安全率ｒａｔｉｏの算出に使用されるパラメータの進行方向による変化の例を示す図である。図１７（ａ）は、進行方向ＤＲａに移動して物体Ｏを搬送している第二保持部２００Ｂを示す図である。図１７（ｂ）は、進行方向ＤＲｂに移動して物体Ｏを搬送している第二保持部２００Ｂを示す図である。

図１７の物体Ｏの重心Ｇには、鉛直方向下側に向かって重力加速度ｇによる力ｍｇがかかっている。また進行方向ＤＲａおよびＤＲｂの反対方向に向かって、慣性力がかかっている。このとき、物体Ｏの重心Ｇにかかる力Ｆ_ｍは、重力加速度ｇによる力ｍｇと、慣性力との合力である。図１７（ａ）および図１７（ｂ）において、第二保持部２００Ｂの保持姿勢および加速度が同じ場合、図１７（ｂ）の進行方向の距離Ｌ_ｆ２と比較して、図１７（ａ）の進行方向の距離Ｌ_ｆ２が大きい値となる。
図１７に示すように、距離Ｌ_ｆ２は、第二保持部２００Ｂの進行方向に依存する。

保持姿勢による各パラメータの大小関係は、保持部２００および物体Ｏの形状、物体Ｏの重心Ｇの位置等により変化するため、上述した大小関係に限定されない。

動作変更部７２は、上記の算出方法により算出した計画安全率および検出安全率を比較し、必要に応じて搬送動作計画を修正する。図１８は、本実施形態に係る搬送動作計画判定工程および搬送動作計画修正工程の動作フローを示すフローチャートである。図１８を参照して、ステップＳ８（搬送動作計画判定工程）およびステップＳ９（搬送動作計画修正工程）における処理内容の一例について説明する。

制御装置１２は、ステップＳ８１（置き戻し判定工程）を実行する。ステップＳ８１において、動作変更部７２は、計画安全率と検出安全率とを比較し、検出安全率が計画安全率に対して一定の値以下であるかを判定する。

例えば、検出安全率が計画安全率に対して一定の値以下で、保持部２００の速度、加速度、加減速パターン、加減速区間パターンおよび搬送経路（経由点）を変更しても安定した搬送を実現できない場合、動作変更部７２は、ステップＳ８２（置き戻し工程）を実行する。ステップＳ８２において、動作変更部７２は、保持部２００が保持している物体Ｏを再び移動元コンテナＶ１に戻す。次に、ステップＳ３へ戻り物体Ｏを再度保持するように搬送動作計画を修正する。安全率ｒａｔｉｏは、保持部２００の保持姿勢に依存するため、物体Ｏを再度保持することで保持姿勢を変更し、安定した搬送を実現できる。

検出安全率が計画安全率に対して一定の値以下でない場合、制御装置１２は、ステップＳ８３（動作変更判定工程）を実行する。ステップＳ８３において、動作変更部７２は、検出安全率が計画安全率に対して一定の範囲内であるかを判定する。ここでの判定は、安定して物体Ｏを搬送するために、搬送動作計画を修正するか否かの判定である。搬送動作計画の修正が不要であると判定した場合、搬送動作計画を修正せずに、ステップＳ１０へ移行する。

ステップＳ８３において、検出安全率が計画安全率に対して一定の範囲内であると判定した場合、すなわち、搬送動作計画を修正する必要があると判定した場合、制御装置１２は、ステップＳ９１（速度変更工程）又はステップＳ９２（経路変更工程）を実行する。

ステップＳ９１において、動作変更部７２は、保持部２００の速度、加速度、加減速パターン又は加減速区間パターンを変更する。例えば、検出安全率が計画安全率に対して低く、搬送中に物体Ｏが保持部２００から落下する可能性がある場合、加速度を低くする。物体Ｏを搬送する保持部２００の加速度を低くすることで物体Ｏにかかる力Ｆ_ｍが小さくなり、物体Ｏが保持部２００から落下するのを抑制できる。

また、動作変更部７２は、ステップＳ９２を実行し、搬送経路（経由点）を変更してもよい。安全率ｒａｔｉｏは、保持部２００の進行方向に依存するため、物体Ｏを搬送する保持部２００の搬送経路（経由点）を変更することで安定した搬送を実現できる。

ステップＳ９１およびステップＳ９２において、動作変更部７２は、保持部２００の速度、加速度、加減速パターン、加減速区間パターン又は搬送経路（経由点）のいずれか１つを変更してもよいし、２つ以上を変更してもよい。

なお、計画安全率よりも検出安全率が高い場合、保持部２００は、搬送動作計画よりも安定して物体Ｏを搬送している。このとき、動作変更部７２は、搬送動作計画を修正して保持部２００の速度又は加速度を増加させてもよい。

安全率ｒａｔｉｏに基づいて搬送動作計画を修正するとき、制御装置１２は、動作制御情報４２の範囲内で搬送動作計画を修正する。

このように、制御装置１２は、計画安全率と検出安全率とを比較して、搬送動作計画の修正が必要か否かを判定し、搬送動作計画の修正が必要な場合、動作制御情報４２の範囲内で搬送動作計画を修正する。

本実施形態のハンドリングシステム１によれば、物体Ｏを安定して保持および搬送することができる。ハンドリングシステム１の制御装置１２は、搬送中の保持部２００および物体Ｏの保持姿勢を取得し、取得した保持姿勢に基づいて安全率ｒａｔｉｏを算出する。
保持部２００が搬送動作計画と異なる保持姿勢で物体Ｏを搬送している場合でも、保持姿勢を取得する前の安全率ｒａｔｉｏ（計画安全率）と、保持姿勢を取得した後の安全率ｒａｔｉｏ（検出安全率）とを比較し、搬送動作計画を修正することで安定した状態で物体Ｏを搬送できる。また、計画安全率より検出安全率が高く、安定して物体Ｏを保持している場合、搬送動作計画を修正し、安定して、かつ、効率的に物体Ｏを搬送できる。

上記実施形態では、ハンドリング装置１０は、第一ハンドリング装置１０Ａと、第二ハンドリング装置１０Ｂとを有していた。ハンドリング装置１０は、その他の保持方法により物体Ｏを保持するハンドリング装置をさらに有してもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、取得した保持姿勢に基づいて安全率ｒａｔｉｏを算出し、算出した安全率ｒａｔｉｏに基づいて搬送動作計画を修正するため、より安定して対象物を搬送することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…ハンドリングシステム、１０…ハンドリング装置、１１…検出部、１２…制御装置、１００…アーム、２００…保持部、２０２…吸着部、２０５…支持部、２０３…保持状態センサ、Ｏ…物体、Ｖ１…移動元コンテナ、Ｖ２…移動先コンテナ、４２…動作制御情報

Claims (25)

1. 物体を保持可能な保持部と、
   前記保持部に取り付けられ、前記保持部が前記物体を保持した保持状態を検出可能な保持状態センサと、
   前記物体と、前記保持部が前記物体を保持した保持姿勢と、を検出可能な検出部と、
   前記保持部の動作を制御可能な制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記保持部が前記物体を搬送するための搬送動作計画を生成し、
   前記保持状態と前記保持姿勢と前記搬送動作計画とに基づいて、前記保持部が前記物体を保持する状態の安定性を示す安全率を算出し、
   前記安全率に基づいて、前記搬送動作計画を変更するか否かを判定し、
   前記搬送動作計画を変更すると判定した場合、前記安全率に基づいて前記搬送動作計画を変更する、
   ハンドリングシステム。
2. 前記制御装置は、前記安全率に基づいて前記搬送動作計画における前記保持部の経由点を変更する、
   請求項１に記載のハンドリングシステム。
3. 前記制御装置は、前記安全率に基づいて前記搬送動作計画における前記保持部の速度又は加速度を変更する、
   請求項１に記載のハンドリングシステム。
4. 前記制御装置は、前記保持部が前記物体を搬送するための動作制御情報の制限範囲内で前記搬送動作計画を変更する、
   請求項３に記載のハンドリングシステム。
5. 前記動作制御情報は、前記物体ごとの最大搬送速度を含み、
   前記制御装置は、前記最大搬送速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の速度を決定する、
   請求項４に記載のハンドリングシステム。
6. 前記動作制御情報は、前記物体ごとの最大搬送加速度を含み、
   前記制御装置は、前記最大搬送加速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の加速度を決定する、
   請求項４又は請求項５に記載のハンドリングシステム。
7. 前記動作制御情報は、前記保持部が前記物体を搬送する経由点ごとの速度を含み、
   前記制御装置は、前記経由点ごとの速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の速度を決定する、
   請求項４に記載のハンドリングシステム。
8. 前記動作制御情報は、前記保持部が前記物体を搬送する経由点ごとの加速度を含み、
   前記制御装置は、前記経由点ごとの加速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の加速度を決定する、
   請求項４又は請求項７に記載のハンドリングシステム。
9. 物体を保持可能な保持部と、
   前記保持部に取り付けられ、前記保持部が前記物体を保持した保持状態を検出可能な保持状態センサと、
   前記物体と、前記保持部が前記物体を保持した保持姿勢と、を検出可能な検出部と、
   を備えるハンドリングシステムを制御する制御装置であって、
   前記保持部が前記物体を搬送するための搬送動作計画を生成し、
   前記保持状態と前記保持姿勢と前記搬送動作計画とに基づいて、前記保持部が前記物体を保持する状態の安定性を示す安全率を算出し、
   前記安全率に基づいて、前記搬送動作計画を変更するか否かを判定し、
   前記搬送動作計画を変更すると判定した場合、前記安全率に基づいて前記搬送動作計画を変更する、
   制御装置。
10. 前記安全率に基づいて前記搬送動作計画における前記保持部の経由点を変更する、
    請求項９に記載の制御装置。
11. 前記安全率に基づいて前記搬送動作計画における前記保持部の速度又は加速度を変更する、
    請求項９に記載の制御装置。
12. 前記保持部が前記物体を搬送するために予め設定された動作制御情報の制限範囲内で前記搬送動作計画を変更する、
    請求項１１に記載の制御装置。
13. 前記動作制御情報は、前記物体ごとの最大搬送速度を含み、
    前記最大搬送速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の速度を決定する、
    請求項１２に記載の制御装置。
14. 前記動作制御情報は、前記物体ごとの最大搬送加速度を含み、
    前記最大搬送加速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の加速度を決定する、
    請求項１２又は請求項１３に記載の制御装置。
15. 前記動作制御情報は、前記保持部が前記物体を搬送する経由点ごとの速度を含み、
    前記経由点ごとの速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の速度を決定する、
    請求項１２に記載の制御装置。
16. 前記動作制御情報は、前記保持部が前記物体を搬送する経由点ごとの加速度を含み、
    前記経由点ごとの加速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の加速度を決定する、
    請求項１２又は請求項１５に記載の制御装置。
17. 物体を搬送するハンドリング方法であって、
    保持部が物体を保持している保持状態および保持姿勢を検出する情報取得ステップと、
    前記保持部が前記物体を搬送するための搬送動作計画を取得する計画ステップと、
    前記保持状態と前記保持姿勢と前記搬送動作計画とに基づいて、前記保持部が前記物体を保持する状態の安定性を示す安全率を算出し、前記安全率に基づいて、前記搬送動作計画を修正する計画修正ステップと、
    修正した前記搬送動作計画に基づいて、前記保持部に前記物体を搬送させる実行ステップと、
    を備える、
    ハンドリング方法。
18. 物体を保持可能な保持部と、
    前記保持部に取り付けられ、前記保持部が前記物体を保持した保持状態を検出可能な保持状態センサと、
    前記物体と、前記保持部が前記物体を保持した保持姿勢と、を検出可能な検出部と、
    前記保持部の動作を制御可能な制御装置と、
    を備えるハンドリングシステムを制御する制御プログラムであって、
    前記制御装置に、
    前記保持部が前記物体を搬送するための搬送動作計画を生成させ、
    前記保持状態と前記保持姿勢と前記搬送動作計画とに基づいて、前記保持部が前記物体を保持する状態の安定性を示す安全率を算出させ、
    前記安全率に基づいて、前記搬送動作計画を変更するか否かを判定させ、
    前記搬送動作計画を変更すると判定した場合、前記安全率に基づいて前記搬送動作計画を変更させる、
    制御プログラム。
19. 前記制御装置に、前記安全率に基づいて前記搬送動作計画における前記保持部の経由点を変更させる、
    請求項１８に記載の制御プログラム。
20. 前記制御装置に、前記安全率に基づいて前記搬送動作計画における前記保持部の速度又は加速度を変更させる、
    請求項１８に記載の制御プログラム。
21. 前記制御装置に、前記保持部が前記物体を搬送するための基本動作を規定する動作制御情報の範囲内で前記搬送動作計画を変更させる、
    請求項２０に記載の制御プログラム。
22. 前記動作制御情報は、前記物体ごとの最大搬送速度を含み、
    前記制御装置に、前記最大搬送速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の速度を決定させる、
    請求項２１に記載の制御プログラム。
23. 前記動作制御情報は、前記物体ごとの最大搬送加速度を含み、
    前記制御装置に、前記最大搬送加速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の加速度を決定させる、
    請求項２１又は請求項２２に記載の制御プログラム。
24. 前記動作制御情報は、前記保持部が前記物体を搬送する経由点ごとの速度を含み、
    前記制御装置に、前記経由点ごとの速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の速度を決定させる、
    請求項２１に記載の制御プログラム。
25. 前記動作制御情報は、前記保持部が前記物体を搬送する経由点ごとの加速度を含み、
    前記制御装置に、前記経由点ごとの加速度の範囲内で、前記搬送動作計画における前記保持部の加速度を決定させる、
    請求項２１又は請求項２４に記載の制御プログラム。

Images